Ligne de galvanisation continue

Une ligne de galvanisation continue (CGL, Continuous Galvanizing Line), restaure les propriétés mécaniques de l’acier laminé à froid en chauffant la bande jusqu’à la température de recuit (recristallisation), puis dépose sur sa surface un revêtement métallique par immersion dans un bain de métal fondu. L’un des objectifs principaux du revêtement métallique est d’améliorer la résistance de l’acier à la corrosion.

Les fours Drever International chauffent la bande dans une atmosphère contrôlée, afin de garder la surface propre pour l’opération de galvanisation par immersion à chaud. Ils assurent également un contrôle parfait du chauffage et des vitesses de refroidissement requises par le traitement thermique des nuances d’acier les plus élaborées.

Horizontal RTF and jet cooling with afterpot tower

 RTF horizontal et refroidissement de la bande galvanisée par jets d'air dans la tour de refroidissement

La capacité d’une ligne de galvanisation continue peut atteindre 200 t/h, avec une vitesse de bande jusqu’à 200 m/min. L’opération de recuit dans son ensemble, qui comprend les étapes de chauffage, maintien à la température de revenu, refroidissement lent/rapide, revêtement puis refroidissement jusqu’à la température ambiante, ne dure que quelques minutes.

Pour les matériaux épais, la bande d’acier peut provenir directement du train à chaud. Dans ce cas, les propriétés mécaniques ne sont pas altérées par la galvanisation par immersion à chaud, mais la bande doit être décapée puis chauffée dans le four avant d’être plongée dans le bain métallique, afin d’assurer la bonne adhérence du revêtement sur l’acier.

Pour les produits minces, la réduction d’épaisseur s’obtient par laminage à froid. La bande d’acier en sortie du laminage à froid est très cassante, car elle a subi un durcissement important pendant le travail à froid. Il est nécessaire, pour restaurer ses propriétés mécaniques, de la réchauffer à une température entre 700 °C et 850 °C, ce qui s’appelle le recuit (annealing). La température de recuit est maintenue pendant un court laps de temps, pendant une étape dite de maintien à chaud (soaking). La bande est ensuite refroidie à une température proche de celle du bain. Pour éviter l’oxydation de la bande, le four est rempli d’une atmosphère de HNx non oxydante, composée d’un mélange d’hydrogène et d’azote.

Les aciers avancés à haute résistance destinés à l’automobile (aciers AHSS, advanced high strength steel) sont non seulement recuits, mais ils sont également chauffés à plus haute température pour effectuer une austénitisation (partielle) de leur microstructure. Leur production nécessite un contrôle parfait de la température pour atteindre le taux d’austénite adéquat pendant la traversée du four. Notre nouvelle technologie X-CAP® permet de mesurer le taux d’austénite à l’intérieur du four. Des vitesses de refroidissement plus élevées sont également possibles grâce à la technologie Ultra-Fast Cooling UFCplus.

Les aciers de toute dernière génération, par exemple les aciers Q&P (quench and partitioning), des aciers soumis à une trempe et un revenu de répartition, comportent des taux élevés de manganèse et de silicium. Une parfaite préparation de la surface de la bande dans le four est nécessaire pour garantir une bonne adhérence du revêtement en tout point de la surface. Notre technologie Probox® représente la meilleure solution pour créer la surface idéale sur l’acier avant la galvanisation par immersion à chaud.

Notre modèle mathématique et notre système de commande dédié déterminent et régulent la température des différentes zones du four pour obtenir en bout de ligne la microstructure et les propriétés mécaniques souhaitées.

Configurations

Plusieurs configurations sont possibles pour les lignes de galvanisation continue, en fonction de la production annuelle, de l’utilisation finale des produits revêtus et des caractéristiques du site industriel :

  • Horizontale
  • Verticale
  • En U
  • En L

Certaines lignes peuvent être conçues avec un contournement de la cuve de galvanisation et ainsi être utilisées en tant que lignes de recuit continu (mode CAL).


Chauffage

Drever International s’appuie sur la combinaison de trois technologies pour atteindre la température de recuit souhaitée :

  • le four à flamme directe (DFF, direct flame furnace) 
  • le four à tubes radiants (RTF, radiant tube furnace)
  • le chauffage par induction (à flux longitudinal, ou à flux transversal pour les températures plus élevées)

L’atmosphère dans le four (RTF et les sections de refroidissement à sa suite) est constituée de HNx, un mélange non oxydant d’azote et d’hydrogène.

La bande est maintenue quelques secondes à la température de recuit : c’est ce que l’on appelle le maintien à chaud (soaking). La température du four est maintenue par des tubes chauffés au gaz, ou par des résistances électriques.

Vertical RTF

RTF vertical

Vertical DFF and horizontal RTF

DFF vertical et RTF horizontal

RTF

  • Chauffage inductif longitudinal (booster de préchauffage en option)
  • Four à tubes radiants (avec préchauffage du HNx)

DFF + RTF

  • Four à flamme direct
  • Four à tubes radiants

chauffage inductif transverse

Un chauffage inductif transverse peut être installé en option pour atteindre la température d’austénitisation la plus élevée requise pour les aciers AHSS de dernière génération destinés à l’automobile.


refroidissement

Après le recuit et le maintien de recuit, la bande est refroidie selon différents cycles, en fonction de la nuance d’acier.

  • Refroidissement lent au moyen de tubes munis de fentes soufflant du HNx. Un chauffage électrique peut être prévu pour prolonger la durée de maintien à chaud pour des nuances spécifiques.
  • Refroidissement rapide au moyen de plénums soufflant du HNx froid.
  • Refroidissement ultra-rapide par HNx froid avec injection d’hydrogène. Drever International maîtrise les technologies nécessaires pour confiner l’hydrogène supplémentaire à l’intérieur de la section de refroidissement ultra-rapide.
  • Possibilité de réchauffage de la bande avant galvanisation par chauffage inductif après la trempe des nuances d’acier AHSS
Vertical ultra-fast cooling

Refroidissement ultra-rapide vertical


trompe

The snout allows the transfer of the strip from the furnace to the bath. It has a tremendous importance for the quality of the coating on the strip. 

Drever International a intégré les technologies les plus récentes pour concevoir une trompe dédiée pour les pièces automobiles exposées.

Snout dedicated to automotive exposed parts

Trompe spécifique pour les pièces automobiles exposées


revêtements

Pendant l’opération de galvanisation, la bande traverse un bain fondu de revêtement métallique, dont la température varie de 420 °C à 680 °C en fonction de sa composition chimique. Plusieurs revêtements sont possibles.

Les plus courants sont les suivants :

  • Zinc 
  • Zinc-55% Aluminium (Galvalume®) 
  • Zinc-Aluminium-Magnésium 
  • Aluminium-Silicium (Aluminié de type I) 
  • Aluminium (Aluminié de type II) 

Opération de galvanisation


alliation (galvannealing)

Une alliation, ou galvannealing, peut être effectuée en option sur le revêtement de zinc. La bande est réchauffée en sortie de bain pour faire diffuser du fer du substrat dans le revêtement de zinc. Cette opération requiert un contrôle précis de la température à la sortie de la section d’alliation.

Une section d’alliation comporte trois éléments :

  • Chauffage inductif
  • Maintien à chaud électrique ou au gaz
  • Réchauffage des rives

Le four d’alliation peut en outre être déplacé et remplacé par un refroidisseur mobile afin de refroidir la bande directement après le bain.

Four d'alliation


Tour de refroidissement après bain

Après la galvanisation par immersion à chaud, le revêtement doit être solidifié et la bande refroidie jusqu’à une plage de température de 250 °C à 300 °C avant le rouleau supérieur. Le refroidissement est effectué par soufflage d’air froid sur la bande, suivi d’une trempe finale à l’eau.

Drever International assure un suivi précis de la bande dans la tour de refroidissement après le bain, afin de minimiser les vibrations de la bande et assurer une excellente qualité de surface.

Tour de refroidissement après bain :

  • Un refroidisseur mobile en option
  • Un refroidissement par jet d’air froid (avant et après les rouleaux déflecteurs supérieurs)
  • Un refroidissement final par pulvérisation d'eau
  • Des rouleaux d’essorage et un sécheur de bande
After pot cooling tower

Tour de refroidissement après bain


treatment de surface

Le revêtement doit être protégé contre la rouille blanche pendant le transport et le stockage. Un revêtement organique mince (sealant) peut également être appliqué pour ses propriétés anti-traces de doigts et pour diminuer le coefficient de frottement entre le revêtement métallique et les outils employés pendant la transformation de la bande.

Ces produits sont souvent appliqués par des rouleaux, après quoi le traitement de surface est séché pour évaporer les solvants. Le chauffage peut être à air chaud ou inductif. La bande est ensuite refroidie par soufflage d’air froid.

Roll coater, drying by induction and cooling of the surface treatment

Enduction à rouleaux, séchage par induction et refroidissement du traitement de surface

Drever International livre

  • Le four de recuit
  • La trompe
  • La tour de refroidissement post-bain
  • Le dispositif de séchage et de refroidissement du traitement de surface
  • Le système de commande et un modèle mathématique du four
  • Le matériel breveté dédié à la fabrication des aciers avancés à haute résistance (AHSS) : technologies X-CAP® et Probox®

Notre société mère, SMS group, et ses sociétés affiliées fournissent le reste de l'équipement de la ligne.
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